Сверхчеловеческие механические экзоскелеты - будущее или настоящее?

Опубликовано 07 April 2020

Экзоскелеты - это просто еще один способ, которым мы можем использовать механические преимущества для помощи в повседневной жизни.


Сверхчеловеческие механические экзоскелеты - будущее или настоящее?

В течение тысячелетий люди использовали механические преимущества со шкивами и механизмами. Когда мы наконец сможем использовать «реальное» механическое преимущество, представленное сверхчеловеческими экзоскелетами? Давайте рассмотрим технологии, которые существуют в настоящее время и что будет дальше.


Экзоскелеты сегодня.


Таким образом, экзоскелеты существуют сегодня, но они не близки к той форме, которую предсказывали дни научной фантастики. Это громоздкие устройства, которые могут расширять возможности человека, но в остальном работают медленно и имеют ограниченную мощность и возможности удаленного доступа. Компании уже используют экзоскелеты для улучшения возможностей своих работников. Тем не менее, их использование в основном для борьбы с утомительной работой, а не для превращения рабочих в сверхчеловеческих.


Raytheon создал сверхчеловеческий экзоскелет, который расширяет возможности работника. Устройство довольно обтекаемое, но отнюдь не минималистичное. Он должен быть подключен к энергии, и в лучшем случае его время отклика не хватает. Это, конечно, экзоскелет, но, откровенно говоря, он не имеет реального применения.


Мировой рынок экзоскелета растет, когда технология достигает жизнеспособности. Grand View Research предполагает, что к 2025 году весь рынок будет оценен в 3,3 миллиарда долларов США. Будь то производство или боевые действия, существует значительная потребность в технологии экзоскелета. Если в этом так много необходимости, то что мешает инженерам-механикам и дизайнерам создать функциональный и удобный экзоскелет?



Обе отрасли обеспокоены примерно одинаковой проблемой с дизайном экзоскелета: они должны быть удобны для оператора, чтобы носить его в течение длительного периода времени, но также должны быть достаточно эффективными, чтобы имело смысл его носить в первую очередь.


Когда вы смотрите на частную индустрию, значительная часть экзоскелетов, разработанных в настоящее время, предназначена для одной конкретной части тела. Это отлично подходит для заводских рабочих, которые выполняют одно и то же повторяющееся задание снова и снова. Например, работникам, которые поднимают ящики целый день, может помочь экзоскелет, который поддерживает ноги при подъеме.


Однако есть и технические инновации. Некоторые конструкции экзоскелета нацелены на использование энергии носителя для зарядки, когда они не используют механику экзоскелета. Это может потенциально помочь уменьшить частое время зарядки.


С коммерческой точки зрения экзоскелеты обладают огромным потенциалом. Возвращаясь к примеру подъема коробки, большинство трудовых случаев сосредоточены вокруг сустава на теле. Для подъема коробки это колени. Для подталкивания или расстановки предметов это плечи. Это функциональные слабые места человека, поэтому экзоскелеты, как правило, будут стремиться сначала усилить эти области анатомии.


В долгосрочной перспективе экзоскелеты перестают быть просто силовыми механизмами для человеческого тела и могут превратиться в очень специфические машины. Например, теоретически экзоскелет может быть запрограммирован для обучения пользователя игре на пианино или ударных.


Питание экзоскелетов.


Безусловно, самая большая вещь, удерживающая разработчиков от будущего экзоскелетов, - это источник энергии. Поскольку дуговой реактор Тони Старка не существует, инженерам остается выбирать в основном из множества батарей, исходя из практичности. Экзоскелет Cyberdyne HAL может работать от батареи почти 3 часа. Это не незначительное количество времени, но это будет означать, что одному рабочему завода понадобится 2 экзокостюма или 3 заряда батареи, чтобы пройти рабочий день. Это далеко от функциональности, на которую мы могли надеяться. Дать в экзоскелет столько энергии, сколько необходимо, чтобы он прослужил целый день, просто неосуществимо, учитывая современные аккумуляторные технологии.


Обеспечение безопасности экзоскелета.


Другая серьезная проблема с современной экзоскелетной технологией связана с контролем безопасности. Это машины, созданные для непосредственного взаимодействия с человеческим телом. Если что-то сделать, что приведет к неисправности в машине, пользователь может получить серьезные травмы. Это привело к тому, что большинство крупных экзоскелетов были отправлены на лабораторные исследования.

Нет сомнений в том, что доработки в технологии активного дизайна будут играть большую роль в будущем технологий экзоскелета. Поскольку снижение веса является основным фактором в их дизайне, органическая решетка и генеративное структурирование могут помочь проектам более естественно взаимодействовать с пользователем.


В настоящее время область механического проектирования развивается до такой степени, что проблемы, связанные с экзоскелетами, легко решаются. По мере того как батареи продолжают сокращаться и становятся способными накапливать больше энергии, наступают дни коммерческих легких экзоскелетов.


Экзоскелеты для инвалидов.


Мы потратили много времени на разговоры о том, как экзоскелеты помогут трудоспособным работать лучше или быстрее. Тем не менее, огромная часть использования экзоскелета заключается в том, чтобы помочь парализованным людям встать и снова ходить.


Поскольку экзоскелеты могут по существу экспоненциально увеличивать силу мышц человека, это также означает, что, когда у человека недостаточно функционирующих мышц, они могут стоять на месте. Посмотрите видео ниже, в котором подробно описано одно устройство экзоскелета, которое позволяет инвалиду снова ходить.




Очевидно, что существует множество вариантов использования функционально полезных экзоскелетных устройств. Их развитие продолжается по всему миру. В то время как мы уже начинаем видеть, что определенные устройства экзоскелета внедряются в определенных условиях завода или образа жизни, в не столь отдаленном будущем может наступить время, когда каждый сможет купить экзоскелет.


Возможно, вы могли бы зайти в свой местный магазин товаров для дома и подобрать его для аренды на день, пока вы заканчиваете проект ремонта дома?



Статьи из рубрики Robo tech
Boston Dynamics отправляет роботизированную собаку, чтобы помочь врачам лечить пациентов с коронавирусом.

Boston Dynamics отправляет роботизированную собаку, чтобы помочь врачам лечить пациентов с коронавирусом. 29 April 2020
Жуткий секс-бот 'Harmony' стоимостью 7 000 фунтов стерлингов с дерзким шотландским акцентом поступает в продажу - по мере роста страха перед ростом любителей роботов

Жуткий секс-бот 'Harmony' стоимостью 7 000 фунтов стерлингов с дерзким шотландским акцентом поступает в продажу - по мере роста страха перед ростом любителей роботов 03 April 2020
Крошечные роботы-тракторы обгонят беспилотные автомобили Теслы.

Крошечные роботы-тракторы обгонят беспилотные автомобили Теслы. 28 March 2020
9 лучших игрушек роботов для детей

9 лучших игрушек роботов для детей 18 March 2020
Уханьское коронавирусное отделение больницы укомплектовано роботами.

Уханьское коронавирусное отделение больницы укомплектовано роботами. 12 March 2020
Человекоподобный робот из Индии летит на Луну

Человекоподобный робот из Индии летит на Луну 06 March 2020
Русский робот двойник

Русский робот двойник 29 February 2020
Крупнейший в мире робот из Японии: 60-футовый  Гандам

Крупнейший в мире робот из Японии: 60-футовый Гандам 28 February 2020
Робот-собака Boston Dynamics присоединилась к отряду минеров

Робот-собака Boston Dynamics присоединилась к отряду минеров 19 February 2020
Робот-собака Boston Dynamics устроилась на работу на нефтяную вышку

Робот-собака Boston Dynamics устроилась на работу на нефтяную вышку 19 February 2020
BOSTON DYNAMICS Продвигает концепцию распространения свободного программного обеспечения для программирования роботов SPOT DEVELOPER TOOLKIT

BOSTON DYNAMICS Продвигает концепцию распространения свободного программного обеспечения для программирования роботов SPOT DEVELOPER TOOLKIT 14 February 2020